客車速度測(cè)試臺(tái)架的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

陽凱君

（桂林大宇客車有限公司，廣西桂林 541003）

客車速度測(cè)試臺(tái)架的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

陽凱君

（桂林大宇客車有限公司，廣西桂林 541003）

介紹項(xiàng)目的開發(fā)背景，論述符合要求的客車速度測(cè)試臺(tái)架的設(shè)計(jì)思路，臺(tái)架的技術(shù)特點(diǎn)及臺(tái)架開發(fā)過程中的難點(diǎn)及使用效果。

客車速度；測(cè)試臺(tái)架；設(shè)計(jì)應(yīng)用

隨著國家對(duì)客車安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高和城市道路車流量的日趨飽滿，在廠區(qū)未鋪設(shè)試車道路的條件下，要實(shí)現(xiàn)新生產(chǎn)的客車在出廠前有關(guān)技術(shù)指標(biāo)符合國家的標(biāo)準(zhǔn)，路試檢測(cè)成為公司非常棘手的一個(gè)問題。為解決這一現(xiàn)狀，客車速度測(cè)試臺(tái)架的開發(fā)迫在眉睫。

1 項(xiàng)目開發(fā)的背景

根據(jù)GB 7258-2012[1]規(guī)定：公路客車、旅游客車和未設(shè)置乘客站立區(qū)的公共汽車車速≤100 km/h；出口國外的車輛在出廠前也需要測(cè)試車輛的最高速度是否符合要求；部分車輛設(shè)置有定速巡航功能，也需要測(cè)試車速功能是否正常。

我公司為市區(qū)內(nèi)老工廠，廠內(nèi)沒有試車道路，車輛的道路測(cè)試主要依靠城市道路試驗(yàn)（很不方便）。如未滿足以上要求，需開回廠區(qū)對(duì)整車調(diào)試后，再進(jìn)行道路試驗(yàn)，往往需要反復(fù)多次，直至滿足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)表明，造成復(fù)試的主要原因有：發(fā)動(dòng)機(jī)ECU系統(tǒng)程序未按要求提供或未提供限速程序；電路、電器、底盤傳動(dòng)問題[2-3]（如線路連接錯(cuò)誤、車速轉(zhuǎn)換器或儀表的參數(shù)設(shè)置有問題等）；部分車型客戶提出了參數(shù)變更（如后橋主減速器參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)限速參數(shù)變更等）。

利用城市道路復(fù)試的主要難點(diǎn)在于：車輛的車速都在100 km/h或更高，需要路況條件較好且車輛較少的環(huán)境，導(dǎo)致測(cè)試難度增加，不安全因素增加。如問題點(diǎn)未調(diào)試成功，需要將車輛開回公司重新調(diào)試后再路試，反復(fù)多次，導(dǎo)致生產(chǎn)周期變長，影響交貨。不斷的復(fù)試也使路試成本上升。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2013年公司出庫1 000多輛車復(fù)試的成本高達(dá)15萬元。

為降低成本、提高生產(chǎn)效率和安全性，需要研發(fā)客車速度測(cè)試臺(tái)架設(shè)備，以滿足生產(chǎn)和檢驗(yàn)的要求。

2 高速測(cè)試臺(tái)架的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)思路

1）額定載荷方面。符合我公司各車型，我公司客車基本為發(fā)動(dòng)機(jī)后置后驅(qū)動(dòng)布置，公司新開發(fā)的純電動(dòng)客車后軸重量都在13 t以下[4]，所以確定速度測(cè)試臺(tái)架的額定承載重量為15 t[5]。

2）各關(guān)鍵部件。高速測(cè)試臺(tái)架的運(yùn)行速度為0～140 km/h（測(cè)試頻繁使用速度＞100 km/h），滾軸上的軸承是該測(cè)試臺(tái)架的關(guān)鍵部件。為確保設(shè)備運(yùn)行安全可靠，選擇滾筒的軸承為日本原裝進(jìn)口的自動(dòng)調(diào)心球軸承，可以自動(dòng)調(diào)正車身位置[6]。其他關(guān)鍵部件如提升氣囊、電磁閥等也采用原裝進(jìn)口部件。

3）安全性能方面。為確保整個(gè)檢測(cè)過程中人員及車輛的安全性，測(cè)試臺(tái)架及車輛設(shè)置有雙重防護(hù)措施：設(shè)有三角擋塊將被測(cè)車輛兩前輪的前后塞住，保證測(cè)試安全；當(dāng)高速測(cè)試臺(tái)架的滾筒速度＞3 km/h時(shí)，舉升板設(shè)置有被鎖定功能，不能升起，按任何鍵不起作用。

4）顯示面板及控制系統(tǒng)。原設(shè)計(jì)思路為借用我公司現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車檢測(cè)線控制系統(tǒng)和顯示面板，但因原檢測(cè)線系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)方案復(fù)雜，且測(cè)試臺(tái)架無法獨(dú)立工作，此方案被否決。如重新增加一套控制系統(tǒng)（電腦及顯示屏）費(fèi)用較大，最終經(jīng)分析討論后決定采用較為簡單的電磁閥紅外線遙控及LED數(shù)字顯示屏方式[7]，布置方便，占用空間小，系統(tǒng)獨(dú)立工作且操作便捷。

5）檢測(cè)精度。根據(jù)GB7258-2012[1]對(duì)車速的誤差要求為±5%，我公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為±3%，為確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采用進(jìn)口的2 000脈沖編碼器，車速測(cè)試精度可達(dá)到±1%，大大高于國家標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 速度測(cè)試臺(tái)架測(cè)試布置圖

圖2 速度測(cè)試臺(tái)架的結(jié)構(gòu)示意圖

經(jīng)過多次論證，我公司與某汽車檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)公司聯(lián)合確定高速測(cè)試臺(tái)架的總體設(shè)計(jì)思路為：設(shè)備由滾筒、舉升器、測(cè)速傳感器、LED儀表屏組成。在前后滾筒之間設(shè)舉升器，不測(cè)試時(shí)舉升器升起，方便汽車進(jìn)出試驗(yàn)車間；將測(cè)試車驅(qū)動(dòng)輪駛上舉升器，測(cè)試時(shí)舉升器下降，利用兩組4個(gè)滾筒將左右驅(qū)動(dòng)輪支起；車輛速度提升；車輪借助摩擦力帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的滾筒即相當(dāng)于移動(dòng)的路面，模擬汽車在路面上行駛時(shí)的實(shí)際狀態(tài)；并通過與滾筒同步的轉(zhuǎn)速傳感器，在儀表屏上顯示測(cè)速臺(tái)測(cè)量的車速值。如圖1和圖2所示。

2.2 車速測(cè)試臺(tái)架的應(yīng)用流程及效果

車輛在最終的道路試驗(yàn)前，沿引車線駛?cè)霚y(cè)試臺(tái)架上，確認(rèn)驅(qū)動(dòng)輪駛上測(cè)試臺(tái)架后，用三角擋塊頂住非驅(qū)動(dòng)輪的前后方，按測(cè)試鍵，測(cè)試啟動(dòng)：舉升器下降，儀表屏顯示速度測(cè)試值；駕駛員操作車輛以5～10 km/h速度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，調(diào)正車身位置，待車輛不再擺動(dòng)后再加速，將車輛速度提升至車輛限速起作用或最高車速，按申報(bào)鍵，鎖定此時(shí)儀表屏顯示的限速速度值或最高車速值，測(cè)試結(jié)束。對(duì)于巡航功能車速的測(cè)試，待最高車速或限速測(cè)量完成后停穩(wěn)車輛，重新將車速提升到相應(yīng)的巡航速度后，按下巡航開關(guān)，松開油門，車速一直穩(wěn)定在要求的速度范圍內(nèi)，按申報(bào)鍵，鎖定此時(shí)儀表屏顯示的巡航速度值，測(cè)試結(jié)束。如車輛未滿足限速要求或最高車速要求，則將車駕離至調(diào)整區(qū)域進(jìn)行調(diào)試，再上臺(tái)架復(fù)試，直到合格后再上路試驗(yàn)。

以上流程縮短了上路試驗(yàn)的時(shí)間，使路試駕駛員、調(diào)試工人的作業(yè)時(shí)間縮短，使生產(chǎn)效率提高，原試車作業(yè)需要的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)為10 h/臺(tái)，新工藝為3 h/臺(tái)，節(jié)省了試車的柴油消耗10 L/臺(tái)，平均節(jié)減成本500元/臺(tái)。另外，車輛的速度測(cè)試過程是在臺(tái)架上進(jìn)行，防止了城市道路高速試驗(yàn)的安全隱患的發(fā)生；車速測(cè)試臺(tái)架的使用提升了我司產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)?zāi)芰驼囐|(zhì)量的控制水平。

2.3 設(shè)備研發(fā)過程中的難點(diǎn)

1）在臺(tái)架試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)測(cè)試車輛開上滾筒時(shí)，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)輪胎打滑。原因分析為：滾筒無制動(dòng)，輪胎接觸到滾筒就打滑。經(jīng)過試驗(yàn)，把舉升器與滾筒制動(dòng)裝置聯(lián)動(dòng)，舉升器升起時(shí)滾筒被制動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，舉升器下降時(shí)滾筒被松開，滾筒可轉(zhuǎn)動(dòng)[8]。

2）由于速度測(cè)試臺(tái)架滾筒表面是光滑的,在速度超過100 km/h時(shí)，輪胎在滾筒上打滑,影響測(cè)試精度。為確保輪胎在滾筒上不打滑，在滾筒表面增加滾花來增大輪胎與滾筒的摩擦力。并將滾筒表面特殊處理，提高滾筒的強(qiáng)度、耐磨性和磨擦系數(shù)。

3）在測(cè)試時(shí)，由于車速較高，為確保系統(tǒng)的安全性和高速測(cè)試安全進(jìn)行，設(shè)計(jì)了用三角鐵架抵住非驅(qū)動(dòng)輪的前后方，而且車速＞3 km/h時(shí)臺(tái)架系統(tǒng)的升降鍵不起作用。

4）舉升系統(tǒng)。當(dāng)初試驗(yàn)是用4個(gè)液壓油缸來升降,需要配一套液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。經(jīng)過多次試驗(yàn)，利用壓縮空氣作動(dòng)力，改用雙氣囊托舉單梁做舉升器，舉升速度快，同步性好，4個(gè)氣囊由一個(gè)電磁閥控制，且結(jié)構(gòu)簡單，舉升力大。

3 結(jié)束語

客車速度測(cè)試臺(tái)架的開發(fā)為車輛的高速測(cè)試提供了試驗(yàn)平臺(tái)，模擬了道路試驗(yàn)。通過小批量試用表明，該測(cè)試臺(tái)架的結(jié)構(gòu)合理，安裝操作便捷，占用場(chǎng)地小，安全性能高。為各車企提供了便捷的模擬道路測(cè)試平臺(tái)，滿足車輛的車速限速測(cè)試、最高速度測(cè)量、巡航系統(tǒng)測(cè)試等要求，提高了生產(chǎn)效率，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。

[1]公安部道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件：GB7258-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：7.

[2]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].3 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：5.

[3]余志生.汽車?yán)碚揫M].5 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：5.

[4]中國公路學(xué)會(huì)客車分會(huì).長安大學(xué)汽車學(xué)院.客車新技術(shù)與新結(jié)構(gòu)[M].北京：人民交通出版社，2016：12.

[5]汽車工程手冊(cè)編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè)：設(shè)計(jì)篇[M].北京：人民交通出版社，2001.

[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：8.

[7]陳文弟.客車制造工藝技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002：10.

[8]汽車工程手冊(cè)編輯委員會(huì).車工程手冊(cè)：試驗(yàn)篇[M].北京：人民交通出版社，2000.

Design and Application of Bus/Coach Speed Test Bench

YangKaijun
（Guilin DaewooBus Co.,Ltd,Guilin 541003,China）

The author introduces the project's development background,discusses the design thinking of the bus/coach speed test bench which meets the requirements of his company,the technical characteristics of the test bench and the development difficultyofthe test bench and the application effect.

bus/coach speed;test bench;design and application

U467；U469.1

B

1006-3331（2017）-0039-03

陽凱君（1980-），男，工程師；主要從事客車工藝研究和工裝設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。

修改稿日期：2017-06-01